013065 Область изобретения применением композиции катализаторной пульпы.

013065
Область изобретения
Рассматриваемое в данный момент изобретение относится к способу переработки сырой нефти с
применением композиции катализаторной пульпы.
Предыдущий уровень техники
В настоящее время существует повышенный интерес к обработке сырой нефти из-за большого
спроса на нефтепродукты по всему миру. Канада и Венесуэла являются источниками сырой нефти. Способы, которые приводят к полному преобразованию сырья сырой нефти в полезные продукты, являются
особенно интересными.
Патент США 6278034 описывает способ гидрогенизации, в котором применяют реактор, содержащий внутренние средства отделения газообразного продукта от шлама нефти и катализатора.
Следующие патентные заявки, которые включены посредством ссылки, направлены на приготовление высокоактивных композиций катализаторной пульпы и их применение в способах переработки сырой нефти.
Заявка США 10/938202 направлена на приготовление композиции катализатора, подходящей для
гидропереработки сырой нефти. Композицию катализатора готовят посредством ряда стадий, включая
смешивание оксидов металлов группы VIB и водного аммиака для образования водной смеси и сульфидирование смеси для образования шлама. Шлам затем активируют металлами группы VIII. Последующие стадии включают смешивание шлама с углеводородной нефтью и объединение получаемой смеси с
водородным газом и второй углеводородной нефтью, обладающей более низкой вязкостью, чем первая
нефть. Таким образом, получают активную композицию катализатора.
Заявка США 10/938003 направлена на приготовление композиции катализаторной пульпы. Композицию катализаторной пульпы готовят в ряду стадий, включающих смешивание оксидов металлов группы VIB и водного аммиака для образования водной смеси и сульфидируют смесь для образования шлама. Шлам затем активируют металлами группы VIII. Последующие стадии включают смешивание шлама
с углеводородной нефтью и объединение получаемой смеси с водородным газом (при условиях, которые
поддерживают воду в жидкой фазе) для получения активной катализаторной пульпы.
Заявка США 10/938438 направлена на способ, в котором применяют композиции катализаторной
пульпы в переработке сырой нефти. Композиции катализаторной пульпы не позволяют оседать, что приводило бы к возможной дезактивации. Шлам повторно направляют в реактор переработки для повторного применения, и продукты не требуют никаких дополнительных процедур разделения для отвода катализатора.
Заявка США 10/938200 направлена на способ переработки сырой нефти с применением шламовой
композиции. Шламовую композицию готовят в ряду стадий, включающих смешивание оксидов металлов
группы VIB с водным аммиаком для образования водной смеси и сульфидируют смесь для образования
шлама. Шлам затем активируют соединением металла группы VIII. Последующие стадии включают смешивание шлама с углеводородной нефтью и объединение получаемой смеси с водородным газом (при
условиях, которые поддерживают воду в жидкой фазе) для получения активной катализаторной пульпы.
Заявка США 10/938269 направлена на способ переработки сырой нефти с применением шламовой
композиции. Шламовую композицию готовят посредством ряда стадий, включающих смешивание оксидов металлов группы VIB и водного аммиака для образования водной смеси и сульфидируют смесь для
образования шлама. Шлам затем активируют металлами группы VIII. Последующие стадии включают
смешивание шлама с углеводородной нефтью и объединение получаемой смеси с водородным газом и
второй углеводородной нефтью, обладающей более низкой вязкостью, чем первая нефть. Таким образом,
получают активную композицию катализатора.
Краткое описание изобретения
В способе гидропереработки сырой нефти применяют реактор с восходящим потоком, с сепаратором, расположенным внутри, для разделения фаз. Может быть применен по меньшей мере один реактор
с внутренним сепаратором, хотя более распространено применять реакторы последовательно. В способе
гидропереработки с последовательными реакторами могут быть применены следующие стадии:
(a) комбинирования подачи нагретой сырой нефти, активной композиции катализаторной пульпы и
водородсодержащего газа для образования смеси;
(b) пропускания смеси стадии (а) к основанию первого реактора, который поддерживают в условиях
гидрообработки, включающих повышенную температуру и давление;
(c) разделения внутри реактора потока, включающего продукты реакции, водородный газ, непреобразованную нефть и катализаторную пульпу, на два потока, поток пара, включающий продукты реакции
и водород, и жидкий поток, включающий непреобразованный материал и катализаторную пульпу.
(d) пропускания потока пара сверху в дополнительную обработку и пропускания по меньшей мере
части жидкого потока в следующий последовательный реактор.
Это изобретение предназначено для выполнения разделения фаз в пределах одного или более реакторов в способе, изображенном на схеме, так, чтобы единственный продукт парообразной фазы был
единственным продуктом, выходящим из вершины реактора. Жидкофазный продукт является единственным потоком, выходящим из нижней части реактора (через основание или сторону) для дополнитель-1-
013065
ной обработки. Если внутреннее разделение происходит, то нет никакой потребности в горячем сепараторе высокого давления или испарительном барабане для разделения фаз после их выхода из реактора.
В рассматриваемом в данный момент изобретении дополнительно применяется реакторная система
управления перепадом давления, которая регулирует парообразный продукт, выходящий из вершины
реактора, таким образом, делая необязательным присутствие распределительного клапана на потоке подачи в следующий реактор.
Краткое описание чертежа
Чертеж показывает схему способа этого изобретения в применении к последовательной многократной реакторной системе.
Детальное описание изобретения
Рассматриваемое в данный момент изобретение направлено на способ каталитически активированного шламового гидрокрекинга. Разделение на промежуточной стадии газообразных продуктов реакции
и жидких потоков, включающих непреобразованную нефть и катализатор, эффективно в поддержании
теплового баланса в способе. На чертеже поток 1 включает подачу тяжелого сырья, такого как вакуумный мазут. Другое сырье может включать атмосферный мазут, вакуумный мазут, смолу из установки
деасфальтизации растворителя, атмосферные газойли, вакуумные газойли, деасфальтированную нефть,
олефины, масла, получаемые из гудронных песков, или битумы, масла, получаемые из угля, тяжелой сырой нефти, синтетические масла из процессов Фишера-Тропша и масла, получаемые из переработанных
нефтяных отходов и полимеров.
Сырье поступает в печь 80, где оно нагревается, выходя в потоке 4. Поток 4 объединяется с водородсодержащим газом (поток 2), рециркулированным шламом (поток 17) и потоком, включающим активную шламовую композицию (поток 3), приводя к образованию смеси (поток 24). Поток 24 входит в
основание первого реактора 10. Поток пара 31 выходит из вершины реактора, включая, прежде всего,
продукты реакции и водород, благодаря аппарату разделения внутри реактора (не показан). Жидкий поток 26, который содержит шлам в комбинации с непереработанной нефтью, выходит из основания или
стороны реактора 10.
Поток 26 объединяют с газообразным потоком, включающим водород (пар 15) для образования потока 27. Поток 27 входит в основание второго реактора 20.
Поток пара 8, включая, прежде всего, продукты реакции и водород, выходит из вершины реактора
20 и присоединяется к парообразному продукту из реактора 20. Жидкий поток 27, который содержит
шлам в комбинации с непереработанной нефтью, выходит из основания или стороны реактора 20.
Поток 32 объединяют с газообразным потоком, включающим водород (поток 16) для образования
потока 28. Поток 28 входит в основание реактора 30. Поток пара 12, включающий, прежде всего, продукты реакции и водород, выходит из вершины реактора и присоединяется к парообразному продукту из
первых двух реакторов в потоке 14. Жидкий поток 17, который содержит шлам в комбинации с непереработанной нефтью, выходит из основания или стороны реактора 30. Часть этого потока может быть отведена в виде потока 18 или повторно направлена обратно в первый реактор 10, в виде потока 17.
Верхние потоки из реакторов 10, 20 и 30 (потоки 31, 8 и 12 соответственно) создают поток 14, который проходит к оборудованию с нисходящим потоком для дополнительной обработки.
Предпочтительным видом реактора в рассматриваемом в данный момент изобретении является
жидкостной рециркуляционный реактор, хотя могут быть применены и другие виды реакторов с восходящим потоком. Жидкостные рециркуляционные реакторы обсуждены дополнительно в совместно рассматриваемой заявке US2009-0134064 (Т-6493), которая включена посредством ссылки.
Жидкостный рециркуляционный реактор является реактором с восходящим потоком, который подает тяжелую углеводородную нефть и газ, обогащенный водородом, при повышенном давлении и температуре для гидропереработки. Условия способа для жидкостного рециркуляционного реактора включают давления в диапазоне от 10,3 до 24,1 МПа, предпочтительно 13,8-20,7 МПа.
Температуры находятся в диапазоне от 371 до 482°С, предпочтительно от 413 до 454°С.
Гидропереработка включает способы, такие как гидрокрекинг и отвод гетероатомных загрязнителей
(таких как сера и азот). Насосы в применении катализаторной пульпы частицы катализатора являются
чрезвычайно маленькими (1-10 мкм). Насосы могут быть применены для рециркуляции шлама, хотя их
применение не требуется.
Способ приготовления композиции катализаторной пульпы, примененной в этом изобретении, сформулирован в заявках США 10/938003 и 10/938202 и включен посредством ссылки. Композиция катализатора полезна, но не ограничена способами, для переработки гидрированием, таким как термический гидрокрекинг, гидроочистка, гидродесульфуризация, гидроденитрификация и гидродеметаллизация.
-2-
013065
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ гидропереработки сырой нефти, заключающийся в том, что:
(a) смешивают нагретую сырую нефть, активную композицию катализаторной пульпы и водородсодержащий газ;
(b) направляют полученную смесь в нижнюю часть первого реактора с восходящим потоком с сепаратором, расположенным внутри, который поддерживают в условиях гидрообработки, включающих повышенную температуру и давление;
(c) разделяют внутри первого реактора поток, включающий продукт реакции, водородные газы, непреобразованный материал и катализаторную пульпу, на отбираемый с верха реактора поток пара, включающий продукты и водород, и отбираемый со дна реактора жидкий поток, включающий непреобразованный материал и катализаторную пульпу;
(d) направляют поток пара, отбираемый с верха реактора, для дополнительной обработки, а жидкий
поток, отбираемый со дна реактора, по меньшей мере, частично направляют в нижнюю часть второго
реактора с восходящим потоком с сепаратором, расположенным внутри, который поддерживают в условиях гидрообработки, включающих повышенную температуру и давление;
(e) разделяют внутри второго реактора поток, включающий продукт реакции, водородные газы, непреобразованный материал и катализаторную пульпу, на отбираемый с верха реактора поток пара, включающий реакторные продукты и водород, и отбираемый со дна реактора жидкий поток, включающий
непреобразованный материал и катализаторную пульпу;
(f) направляют поток пара, отбираемый с верха второго реактора, и жидкий поток, отбираемый со
дна второго реактора, для дополнительной обработки.
2. Способ по п.1, где жидкий поток стадии (f) направляют на стадию (а), где смешивают с нагретой
сырой нефтью, активной композицией катализаторной пульпы и водородсодержащим газом.
3. Способ по п.1, в котором жидкий поток, отбираемый от со дна второго реактора, направляют в
нижнюю часть третьего реактора, основание которого поддерживают в условиях гидрообработки шлама,
включающих повышенную температуру и давление.
4. Способ по п.1, в котором используют реактор с насосом.
5. Способ по п.1, в котором условия гидрообработки для каждого реактора включают полное давление в диапазоне от 10,3 до 24,1 МПа и температуру реакции от 371 до 482°С.
6. Способ по п.5, в котором полное давление предпочтительно находится в диапазоне от 13,8 до
20,7 МПа и температура предпочтительно находится в диапазоне от 413 до 454°С.
7. Способ по п.1, где сырая нефть выбрана из группы, состоящей из атмосферного мазута, вакуумного мазута, смолы из установки деасфальтизации растворителя, атмосферных газойлей, вакуумных газойлей, деасфальтированной нефти, олефинов, масел, получаемых из гудронных песков или битумов,
масел, получаемых из угля, тяжелой сырой нефти, синтетических масел из процессов Фишера-Тропша и
масел, получаемых из переработанных нефтяных отходов и полимеров.
8. Способ по п.1, где гидропереработка представляет собой гидрокрекинг, гидроочистку, гидродесульфуризацию, гидроденитрификацию или гидродеметаллизацию.
9. Способ по п.1, где активную композицию катализаторной пульпы готовят посредством следующих стадий:
смешивают оксиды металлов группы VIB и водный аммиак для образования водной смеси соединений металлов группы VIB;
сульфидируют в исходной реакционной зоне полученную водную смесь с газом, включающим
сульфид водорода до дозы более 8 SCF сульфида водорода на фунт металлов группы VIB для образования шлама;
активируют шлам металлическим соединением группы VIII;
смешивают активированный шлам с углеводородной нефтью, обладающей вязкостью по меньшей
мере 2 мм2/с при 212°F для образования промежуточной смеси;
объединяют промежуточную смесь с водородным газом во второй зоне реакции при условиях, которые поддерживают воду в промежуточной смеси в жидкой фазе, таким образом образовывая активную
композицию катализатора, которую примешивают к жидкому углеводороду; и
восстанавливают активную катализаторную композицию.
-3-
013065
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
-4-